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【聚乙烯蜡】全面了解热稳定剂定义、概况和由来,提高稳定剂的质量

返回列表 来源: 发布日期: 2019.02.21

热稳定剂是我们聚乙烯蜡、硬脂酸锌等助剂行业重要的下游客户,下面青岛赛诺聚乙烯蜡小编为您分析热稳定剂的定义、概况及由来等相关信息。

在人们的日常生活与工业生产中,许多化学品与材料在其加 工、贮存与使用过程中,往往因受热而发生物理和化学变化。典型的物理变化,如晶形转变、熔化、气化等是众所周知的。因受热而 发生的分解、交联甚至燃烧或爆炸等化学变化,给人们的生产与生 活带来了诸多的不便与损失,并使得相应材料的应用受到了很大的限制。因此,人们曾采用各种各样的方法与手段欲使所使用的材料 在加工、贮存和应用过程中稳定。高温下易分解和腐败的物质,通 常可在低温下贮存和使用。

上述方法是通过降低物质的加工、贮存或使用温度,达到抑制其热老化的目的。但是,对于许多材料而言,加工与使用温度是难以改变的,所以提高共热稳定性的方法不 是改变其使用条件,而是向其中加人少量的某种物质,从而使得这些材料和物质在加工或使用过程中不因受热而发生化学变化;或延 缓这些变化以达到延长具使用寿命的目的。那么从广义上讲,这种 少量的物质被称为某种材料的热稳定剂。
对于高分子材料而言,是由于高分子化合物在热、光、氧的作 用下,诸如在加工过程中及制品贮存,使用过程中会使其结构发生变化、断链或交联、性能变劣。因此需要在加工过程中加人适当的 物质,使其高分子化合物的结构不致被破坏或延长其破坏,达到稳 定其制品的质量。这种被加人的物质通称为稳定剂。根据其对热、光、氧的作用分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂。热稳定剂的主要 职能是抑制和防止产品在加工过程中(通常是在高温下进行)或使 用过程中受热而发生降解或交联以达到延长其使用寿命。主要使用热稳定剂的塑料树脂是聚氯乙烯(通常泛指的热稳定剂也都是指用 于聚氯乙烯而言的)。而聚烯烃、聚苯乙烯、ABS、聚甲醛等也需用一些 热稳定剂来改进其性能。

例如:在PVC的加工过程中,人们发现PVC塑料只有在 160°C以上才能加工成型,而它在120〜130°C时就开始热分解,释 放出氯化氢气体。这就是说,PVC的加工温度高于其热分解温度。 这一问题曾是困扰聚氯乙烯塑料的开发与应用的主要难题。为此人 们进行了大量的研究工作,终于发现如果聚氯乙烯塑料中含有少量的铅盐、金属皂、酚、芳胺等杂质时,既不影响其加工与使用,又 能在一定程度上起到延缓其热分解的作用。上述难题得以解决,从 而促使了热稳定剂研究领域的建立与不断发展。

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由于受聚氯乙烯塑料热分解现象的启发,人们不断发现其他的 合成材料在特定的条件下也能受热分解,比较典型的有氯丁橡胶、以氯乙烯为单体的共聚物、聚乙酸酯、聚氟乙烯等。现在,甚至像 聚乙烯、聚苯乙烯这样热稳定性较好的塑料也有加人热稳定剂的必 要。有关ABS树脂、涂料以及黏合剂、润滑剂等的热稳定性与热 稳定剂的研究也逐渐活跃起来。

聚氯乙烯因其加工温度高于树脂开始分解的温度,如不加人热 稳定剂,当加工温度达到l100°C以上,树脂就开始发生降解,放出 氯化氢,颜色渐渐变成黄色、棕色至黑色。性能变脆,失去使用价值。加入稳定剂比如水滑石后,可以防止聚氯乙烯发生降解和变黑,保证其顺 利进行加工和延长制品的使用寿命。

从理论上分析,对于像聚氯乙烯这样的合成材料,其热老化的 主要原因就是受热分解脱去小分子。由于其高分子链上存在不规则分布的引发源——烯丙基氯,而且出于此氯原子的活泼性,所以在 受热情况下易于脱去氯化氢,形成共轭多烯结构。由上述对PVC 热降解机理和影响因素的讨论可知,在初始阶段所形成的氯化氢和 共辄多烯都能促进此类聚合材料的降解反应。

聚氯乙烯热分解脱氯化氢的反应一旦开始,就会使得进一步脱 氯化氢的反应变得更为容易而使脱氯化氢的反应进行到底。由于烯丙基氯结构中氯的高度活泼性,在热或光的作用下也容易发生 C 一 C1键的均裂而生成自由基。由于自由基的髙度反应活泼性,就 使得所产生的自由基能够进行分子间或分子内的进一步反应以获得稳定,尤其在有氧存在的情况下,很容易发生自由基的氧化反应,  从而进一步促进了聚氯乙烯的降解和交联,即聚氯乙烯的老化。

基于这样的机理,如要防止或延缓像PVC类的聚合材料的热 老化,要么消除高分子材料中热降解的引发源,如PVC中烯丙基氯结构的存在和某些情况下分子中所存在的不饱和键;要么消除所

有对非链断裂热降解反应具有催化作用的物质,如由PVC上解脱 下来的氯化氢等,才能阻止或延缓此类聚合材料的热降解。

PVC热稳定剂的功能:

1.能置换高分子链中存在的活泼原子(如PVC中烯丙位的氯原子)以得到更为稳定的化学键和减小引发脱氯化氢反应的可能 性;抑制其自动催化作用;

2、  能够迅速结合脱落下来的氯化氢,抑制其自动催化作用;

3、通过与高分子材料中所存在的不饱和键进行加成反应而生成饱和的高分子链,以提高热稳定性;

4、  能抑制聚烯烃结构的氧化与交联;

5、  对聚合材料具有亲和力,而且是无毒或低毒的;

6、  不与聚合材料中已存在的添加剂,如增塑剂、填充剂和颜 料等发生作用。

总之,热稳定剂是高分子材料加工过程中特别是聚氯乙烯及其 共聚物加工过程中必不可少的助剂,其主要作用是能有效地防止聚合物在加工过程中由于受热和机械剪切作用而降解,还能防止制品 在使用过程中遭受光、热和氧的破坏,延长制品的使用寿命。

综上所述,热稳定剂可以定义为:热稳定剂是指具有上述热稳 定功能的、可以提高能发生非链断裂热降解的合成材料热稳定性的物质。这些合成材料主要是指PVC、PVDC、PCTFE、CPVC、 PVFCE、氯丁橡胶、氯磺化的PE、氯化SBR、聚氯苯乙烯、 PVA 等。

赛诺新材,15年积淀, 聚乙烯蜡品牌生产商,蓝海股权机构挂牌上市企业。专注从事润滑分散体系的研发生产,包含聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EBS、 硬脂酸锌等助剂的研发、生产、应用工作。产品通过国家权威机构双酚A检测,不含荧光剂等成分,环保,有需要的亲们可以来电咨询!

文章來源:简书 

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